Решаемые задачи - Учебно

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
«УТВЕРЖДАЮ»:
Проректор по учебной работе
_______________________ /Волосникова Л.М./
__________ _____________ 2013 г.
ОСНОВЫ ГЕОХИМИИ, МИНЕРАЛОГИИ И ПЕТРОГРАФИИ
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для студентов направления 020100.68 «Химия». Магистерская
программа «Физико-химический анализ природных и технических систем в
макро- и наносостояниях», уровень подготовки - магистр
Форма обучения очная
«ПОДГОТОВЛЕНО К ИЗДАНИЮ»:
Автор работы _____________________ /Разумкова И.А./
«______»___________2013г.
Рассмотрено на заседании кафедры неорганической и физической
«______»___________2013г. Протокол № ____
Соответствует требованиям к содержанию, структуре и оформлению.
«РЕКОМЕНДОВАНО К ЭЛЕКТРОННОМУ ИЗДАНИЮ»:
Объем 19 стр.
Зав. кафедрой _____________________ /Андреев О.В./
«______»___________2013г.
химии
Рассмотрено на заседании УМК ИФиХ «______»___________2013г. Протокол № __.
Соответствует ФГОС ВПО и учебному плану образовательной программы.
«СОГЛАСОВАНО»:
Председатель УМК ________________ /Креков С.А./
«______»___________2013г.
«СОГЛАСОВАНО»:
И.о. директора ИБЦ________________ /Ульянова Е.А./
«______»___________2013г.
«СОГЛАСОВАНО»:
Зав. методическим отделом УМУ_______________ /Фарафонова И.Ю./
«______»___________2013г.
1
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Институт физики и химии
Кафедра неорганической и физической химии
Разумкова И.А.
ОСНОВЫ ГЕОХИМИИ, МИНЕРАЛОГИИ И ПЕТРОГРАФИИ
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для студентов 1 курса направления 020100.68 «Химия». Магистерская
программа «Физико-химический анализ природных и технических систем в
макро- и наносостояниях», уровень подготовки – магистр
Форма обучения очная
Тюменский государственный университет
2013
2
Разумкова И.А. Основы геохимии, минералогии и петрографии. Учебнометодический комплекс. Рабочая программа для студентов 1 курса направления 020100.68 «Химия». Магистерская программа «Физико-химический анализ природных и технических систем в макро- и наносостояниях», уровень
подготовки – магистр, форма обучения очная. Тюмень, 2013, 19 с.
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС
ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению и профилю
подготовки.
Рабочая программа дисциплины «Основы геохимии, минералогии и
петрографии» опубликована на сайте ТюмГУ: http://www.utmn.ru [электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.umk3.utmn.ru., свободный.
Рекомендовано к изданию кафедрой неорганической и физической химии. Утверждено проректором по учебной работе Тюменского государственного университета.
ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР:
заведующий кафедрой неорганической и физической химии
д.х.н., проф. О.В. Андреев
© Тюменский государственный университет, 2013.
© Разумкова И.А., 2013.
3
1. Пояснительная записка
Дисциплина " Основы геохимии, минералогии и петрографии " в соответствии с ФГОС ВПО по направлению подготовки 020100.68 «Химия: Физико-химический анализ природных и технических систем в макро- и наносостояниях» является дисциплиной по выбору профессионального цикла
ООП подготовки магистров.
Курс «Основы геохимии, минералогии и петрографии» относится к
геологическому циклу. Содержит сведения о строении и вещественном составе земной коры и Земли в целом, о минералах и горных породах, о рудах
чёрных, цветных и благородных металлов, о природных органических образованиях (нефть, уголь, торф), которые имеют большое значение для различных отраслей народного хозяйства. Знание этих вопросов необходимо будущим магистрам, так как является фундаментальной базой для изучения геологических процессов, проблем экологии, решения прикладных задач геологии и экологии, весьма актуальных для экономического развития Тюменского региона.
Программа содержит пояснительную записку, тематический план занятий, перечень лабораторных работ, вопросы для самоконтроля и подготовки
к зачету, список рекомендуемой литературы. Общая трудоемкость по учебному плану — 144 часа.
Цели и задачи дисциплины
Цель курса состоит в предоставлении возможности студентам приобрести знания в области геохимии, минералогии и петрографии как комплексе
наук о химическом составе Земли и основных закономерностях миграции и
накопления химических элементов в различных природных процессах. В получении студентами необходимых сведений о минеральном веществе земной
коры - минеральных видах, минеральных разновидностях, их составе, диагностических признаках, происхождении, практическом и породообразующем значении.
В задачи курса входит:

познакомить студентов с современными данными о распределении,
факторах миграции и накопления химических элементов в литосфере, гидросфере, атмосфере и биосфере;

развить у студентов логику геохимического мышления;

привить основы знаний о поведении отдельных химических элементов
и их изотопов в эндогенных и экзогенных геологических процессах;

дать навыки применения методов системного геохимического анализа
природных объектов и процессов.
1.1.
Место дисциплины в структуре ООП магистратуры
Дисциплина «Основы геохимии, минералогии и петрографии» входит в
дисциплины по выбору профессионального цикла подготовки магистров.
1.2.
4
Курс является продолжением и логическим завершением нормативного курса
учебного плана бакалавров «Химия», предполагает углубленное изучение
геологического цикла и строения земной коры и Земли в целом. Изучение
дисциплины базируется на следующих курсах: «Кристаллохимия», «Химия
твердого тела», «Рентгенофазовый анализ минералов», «Актуальные задачи
современной неорганической и физической химии».
1.3. Компетенции выпускника ООП магистратуры, формируемые в результате освоения данной ООП ВПО.
В результате освоения ООП магистратуры выпускник должен обладать
следующими компетенциями:
а) общекультурных (ОК):

пониманием принципов работы и умением работать на современной
научной аппаратуре при проведении научных исследований (ОК-6).
б) профессиональных (ПК):

наличием представления о наиболее актуальных направлениях исследований в современной теоретической и экспериментальной химии (синтез и
применение веществ в наноструктурных технологиях, исследования в экстремальных условиях, химия жизненных процессов, химия и экология и другие) (ПК-1);

владением теорией и навыками практической работы в избранной области химии (в соответствии с темой магистерской диссертации) (ПК-3);

умением анализировать научную литературу с целью выбора направления исследования по предлагаемой научным руководителем теме и самостоятельно составлять план исследования (ПК-4);

способностью анализировать полученные результаты, делать необходимые выводы и формулировать предложения (ПК-5);

наличием опыта профессионального участия в научных дискуссиях
(ПК-6);

умением представлять полученные в исследованиях результаты в виде
отчетов и научных публикаций (стендовые доклады, рефераты и статьи в периодической научной печати) (ПК-7);

способностью определять и анализировать проблемы, планировать
стратегию их решения (ПК-10).
В результате изучения дисциплины «Основы геохимии, минералогии и
петрографии» студенты должны
знать: основные закономерности распределения и поведения химических элементов в магматических, метаморфических и гидротермальнометасоматических процессах, при осадконакоплении, в континентальных и
морских водах, в атмосферном воздухе, в живом веществе нашей планеты;
владеть: информацией о геохимии биогенных и техногенных процессов, об экологической геохимии, о современных направлениях развития прикладной геохимии;
5
уметь: грамотно анализировать пути миграции и условия концентрации химических элементов в различных эндогенных и экзогенных процессах,
объяснять причины возникновения ассоциаций химических элементов в природных объектах.
2.
Структура и трудоемкость дисциплины.
Дисциплина «Основы геохимии, минералогии и петрографии» читается на
первом курсе магистратуры в первом семестре. Форма промежуточной аттестации - зачет. Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единиц (з.е.), 144 часа.
Вид учебной работы
Всего
часов
72
Аудиторные занятия (всего)
В том числе:
Лекции
Практические занятия (ПЗ)
Семинары (С)
Лабораторные работы (ЛР)
Из них в интерактивной форме
Самостоятельная работа (всего)
Вид промежуточной аттестации
Общая трудоёмкость
час
Зач. ед.
0
0
0
72
18
72
Зач
144
3
6
Таблица 1
Семестры
1
72
0
0
0
72
18
72
Зач
144
3
3.
Тематический план
Таблица 2
2
Изучение геохимии изотопов
3
4
5
6
7
8
Форма контроля
Изучение
элементов.
Из них в интерактивной формк
1
Итого часов по теме
2
геохимических
5
6
7
8
9
свойств
1
4
4
8
-
2
4
4
8
-
Оценка распространенности химических элементов в главных разновидностях горных пород
Численные показатели и графическая характеристика загрязнения
почв тяжелыми металлами и другими химическими элементами
Определение элементов симметрии
кристаллов
Определение простых форм кристаллов
Определение диагностических признаков минералов
Диагностика
простых
веществ,
сульфидов и их аналогов
3
4
4
8
2
Проверка отчетов
по лабораторной
работе
Проверка отчетов
по лабораторной
работе. Контрольная работа
Лабораторные
занятия
Самостоятельная работа
Тема
1
3
Недели семестра
№
Виды
учебной
работы и
самостоятельная
работа, в
час
4
4
4
8
-
5
4
4
8
-
6
4
4
8
2
7
4
4
8
2
8
4
4
8
2
9
Диагностика оксидов и гидроксидов
9
4
4
8
-
10
Диагностика минералов группы со10
лей
4
4
8
-
4
4
8
2
11
Литогенез пород-коллекторов. Про11
дукты гипергенеза
7
Проверка отчетов
по лабораторной
работе
Проверка отчетов
по лабораторной
работе
Проверка отчетов
по лабораторной
работе
Проверка отчетов
по лабораторной
работе
Проверка отчетов
по лабораторной
работе
Проверка отчетов
по лабораторной
работе
Проверка отчетов
по лабораторной
работе
Проверка отчетов
по лабораторной
работе. Контрольная работа
Проверка отчетов
по лабораторной
Литогенез пород-коллекторов. Продукты седиментогенеза
Текстура пород-коллекторов. Внутреслоевые текстуры.
Текстура пород-коллекторов. Текстуры поверхности слоя.
Макроскопическое изучение породколлекторов. Карбонатные коллекторы.
Макроскопическое изучение породколлекторов. Нетрадиционные коллекторы.
Микроскопическое изучение породколлекторов. Карбонатные коллекторы.
Микроскопическое изучение породколлекторов. Нетрадиционные коллекторы.
Итого за семестр (часов)
12
13
14
15
16
17
18
работе
Проверка отчетов
по лабораторной
работе
Проверка отчетов
по лабораторной
работе
Проверка отчетов
по лабораторной
работе
12
4
4
8
-
13
4
4
8
2
14
4
4
8
2
15
4
4
8
-
Проверка отчетов
по лабораторной
работе
16
4
4
8
2
Проверка отчетов
по лабораторной
работе
-
Проверка отчетов
по лабораторной
работе
2
Проверка отчетов
по лабораторной
работе. Коллоквиум
17
18
4
4
4
4
72
72
8
8
144 18
Планирование самостоятельной работы студентов
Таблица 3
1
2
3
4
5
Модули и темы
Изучение геохимических
элементов.
свойств
Изучение геохимии изотопов
Оценка распространенности химических элементов в главных разновидностях горных пород
Численные показатели и графическая
характеристика загрязнения почв тяжелыми металлами и другими химическими элементами
Определение элементов симметрии
8
Объем часов
№
Неделя
семестра
Виды СРС
1
4
-"-"-
2
4
-"-"-
-"-"-
3
4
-"-"-
-"-"-
4
4
-"-"-
-"-"-
5
4
обязательные
дополнительные
Подготовка к
лабораторным занятиям
и контрольным работам.
Выполнение
домашних
заданий.
Работа
с
учебной литературой.
-"-"-
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
кристаллов
Определение простых форм кристаллов
Определение диагностических признаков минералов
Диагностика простых веществ, сульфидов и их аналогов
Диагностика оксидов и гидроксидов
Диагностика минералов группы солей
Литогенез пород-коллекторов. Продукты гипергенеза
Литогенез пород-коллекторов. Продукты седиментогенеза
Текстура пород-коллекторов. Внутреслоевые текстуры.
Текстура пород-коллекторов. Текстуры поверхности слоя.
Макроскопическое изучение породколлекторов. Карбонатные коллекторы.
Макроскопическое изучение породколлекторов. Нетрадиционные коллекторы.
Микроскопическое изучение породколлекторов. Карбонатные коллекторы.
Микроскопическое изучение породколлекторов. Нетрадиционные коллекторы.
-"-"-
-"-"-
6
4
-"-"-
-"-"-
7
4
-"-"-
-"-"-
8
4
-"-"-"-"-
-"-"-"-"-
9
10
4
4
-"-"-
-"-"-
11
4
-"-"-
-"-"-
12
4
-"-"-
-"-"-
13
4
-"-"-
-"-"-
14
4
-"-"-
-"-"-
15
4
-"-"-
-"-"-
16
4
-"-"-
-"-"-
17
4
-"-"-
-"-"-
18
4
Итого
72
4.
Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами.
№ Наименование
п/п обеспечиваемых
(последующих)
дисциплин
1. Физикохимический анализ природных и
технических
многофазных систем
2. Физикохимическое воздействие
на
Темы дисциплины, необходимые для изучения обеспечиваемых
(последующих) дисциплин
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
+ + + +
+ + +
9
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
нефтяные пласты
3. Экологические
+ + + +
особенности
Тюменской области
4. Рентгенофазовый
анализ нефтяных
коллекторов
+ + +
+
+
+
+
+
+
+
+
+
5. Темы лабораторных работ. (Лабораторный практикум)
1. Изучение геохимических свойств элементов.
Цель работы: получить и закрепить знания о геохимических свойствах отдельных элементов и групп элементов с близкими свойствами.
Исходные данные: учебная и справочная геохимическая литература.
Решаемые задачи: подготовить конспект по геохимии выбранных элементов
и компьютерную презентацию.
2. Изучение геохимии изотопов
Цель работы: получить и закрепить знания о геохимии изотопов и свойствах
природных изотопных систем.
Исходные данные: учебная и справочная геохимическая литература.
Решаемые задачи: подготовить конспект по геохимии выбранных изотопов
и компьютерную презентацию.
3. Оценка распространенности химических элементов в главных
разновидностях горных пород
Цель работы: получить и закрепить знания о средней распространенности
химических элементов в главных разновидностях горных пород земной коры
на примере ряда конкретных элементов.
Исходные данные: справочные сведения о средних содержаниях химических
элементов в земной коре и главных разновидностях магматических и осадочных горных пород.
Решаемые задачи: проиллюстрировать относительную распространенность
ряда химических элементов в различных горных породах с помощью численных показателей и наглядных графиков; дать заключение о характерных
группах элементов, обычно накапливающихся в тех или иных горных породах.
4. Численные показатели и графическая характеристика загрязнения
почв тяжелыми металлами и другими химическими элементами
Цель работы: научиться оценивать степень загрязнения почв тяжелыми металлами и другими химическими элемнтами с помощью принятых в экологической геохимии количественных показателей и наглядных графиков, а также делать обоснованные заключения о характере и экологической опасности
выявленного загрязнения.
Исходные данные: результаты определения содержаний ряда химических
элементов в пределах локальной площади геохимического опробования почв;
справочные эколого-геохимические материалы.
10
Решаемые задачи: определить круг геохимических элементов - загрязнителей почв, коэффициенты концентрации; сравнить содержание элементов с
ПДК или ОДК; вычислить коэффициенты концентрации по отношению к
ПДК/ОДК; рассчитать суммарные показатели загрязнения почв; графически
изобразить характер загрязнения почвы в виде геохимического спектра.
5. Определение элементов симметрии кристаллов
Цель работы: научиться определять симметрию кристаллов и описывать ее,
используя понятия об элементах симметрии.
Исходные данные: набор моделей кристаллов.
Решаемые задачи: характеризовать симметрию кристаллов в терминах элементов симметрии, составить формулы симметрии и определить сингонии и
категории симметрии кристаллов.
Лабораторное обеспечение: наборы моделей кристаллов низшей, средней и
высшей категории симметрии, вытяжной шкаф, ДРОН 7, ДРОН 3М.
6. Определение простых форм кристаллов
Цель работы: научиться определять простые формы кристаллов, находящихся в комбинациях.
Исходные данные: набор моделей кристаллов.
Решаемые задачи: определить симметрию кристалла, количества и типы
простых форм.
Лабораторное обеспечение: наборы моделей кристаллов низшей, средней и
высшей категории симметрии, наборы наиболее распространенных простых
форм кристаллов, вытяжной шкаф, ДРОН 7, ДРОН 3М.
7. Определение диагностических признаков минералов
Цель работы: научиться выявлять особенности морфологии, главнейшие
физические и химические свойства минералов.
Исходные данные: набор моделей минералов.
Решаемые задачи: характеризовать морфологию минеральных индивидов,
типы минеральных агрегатов; определить физические, химические свойства
минералов.
Лабораторное обеспечение: наборы моделей минералов, наборы шкал твердости, блеска, цвета минералов, оптические бинокулярные микроскопы,
наборы химической посуды и химических реактивов вытяжной шкаф.
8. Диагностика простых веществ, сульфидов и их аналогов
Цель работы: научиться диагностировать минералы, относящиеся к простым веществам, сульфидам и их аналогам.
Исходные данные: образцы эталонной и рабочей минералогической коллекции.
Решаемые задачи: визуальная диагностика минералов в образцах.
Лабораторное обеспечение: наборы моделей минералов, наборы шкал твердости, блеска, цвета минералов, оптические бинокулярные микроскопы,
наборы химической посуды и химических реактивов вытяжной шкаф.
9. Диагностика оксидов и гидроксидов
Цель работы: научиться диагностировать минералы, относящиеся к простым веществам, сульфидам и их аналогам.
11
Исходные данные: образцы эталонной и рабочей минералогической коллекции.
Решаемые задачи: визуальная диагностика минералов в образцах.
Лабораторное обеспечение: наборы моделей минералов, наборы шкал твердости, блеска, цвета минералов, оптические бинокулярные микроскопы,
наборы химической посуды и химических реактивов вытяжной шкаф.
10.Диагностика минералов группы солей
Цель работы: научиться диагностировать минералы, относящиеся к простым веществам, сульфидам и их аналогам.
Исходные данные: образцы эталонной и рабочей минералогической коллекции.
Решаемые задачи: визуальная диагностика минералов в образцах.
Лабораторное обеспечение: наборы моделей минералов, наборы шкал твердости, блеска, цвета минералов, оптические бинокулярные микроскопы,
наборы химической посуды и химических реактивов вытяжной шкаф.
11.Литогенез пород-коллекторов. Продукты гипергенеза
Цель работы: познакомиться с продуктами гипергенеза как ранней стадии
формирования пород-коллекторов.
Исходные данные: образцы рабочей коллекции продуктов гипергенеза.
Решаемые задачи: изучить основные изменения горных пород при гипергенезе; восстановить условия и процессы химического выветривания.
Лабораторное обеспечение: эталонная коллекция гипергенных образований,
экспозиции гипергенных процессов и осадков, вытяжной шкаф, оптические
бинокулярные микроскопы, наборы химической посуды и химических реактивов, наборы шкал твердости, молотки.
12.Литогенез пород-коллекторов. Продукты седиментогенеза
Цель работы: познакомиться с продуктами седиментогенеза как стадии,
предшествующей формированию пород-коллекторов.
Исходные данные: образцы рабочей коллекции продуктов седиментогенеза.
Решаемые задачи: изучить преобразования осадочного материала при его
транспортировке; определить способы и формы переноса конкретных осадков; восстановить фациальные условия седиментации.
Лабораторное обеспечение: эталонная коллекция седиментогенных образований, экспозиции осадков и процессов их переноса и отложения, вытяжной
шкаф, оптические бинокулярные микроскопы, наборы химической посуды и
химических реактивов, наборы шкал твердости, молотки.
13.Текстура пород-коллекторов. Внутреслоевые текстуры.
Цель работы: научиться диагностировать и интерпретировать внутрислоевые текстуры пород–коллекторов.
Исходные данные: образцы рабочей коллекции текстур пород–коллекторов.
Решаемые задачи: изучить основные морфологические типы слоистости и
оценка гидродинамической активности среды переноса и отложения осадков;
анализ возможных причин деформации слоистости и оценка физикогеографических условий среды седиментации; определить характер и про12
цессы постседиментационных преобразований и реконструкций физикохимической обстановки диагенеза и катагенеза.
Лабораторное обеспечение: эталонная коллекция текстур осадочных пород,
экспозиции текстурных штуфов, атласы текстур горных пород, оптические
бинокулярные микроскопы.
14.Текстура пород-коллекторов. Текстуры поверхности слоя.
Цель работы: научиться диагностировать и интерпретировать текстуры поверхности слоя пород–коллекторов.
Исходные данные: образцы рабочей коллекции текстур пород–коллекторов.
Решаемые задачи: изучить основные морфологические виды текстур нижней и верхней поверхностей слоя; установить генезис знаков, отпечатков и
следов; оценить фациальные условия седиментации.
Лабораторное обеспечение: эталонная коллекция текстур осадочных пород,
экспозиции текстурных штуфов, атласы текстур горных пород, оптические
бинокулярные микроскопы.
15.Макроскопическое изучение пород-коллекторов. Карбонатные
коллекторы.
Цель работы: изучить вещественные и структурно-текстурные особенности
карбонатных пород–коллекторов в образцах.
Исходный материал: образцы рабочей коллекции пород–коллекторов.
Решаемые задачи: изучить состав карбонатных коллекторов, структуры и
текстуры коллекторов; определить условия образования и характер постседиментационных преобразований карбонатных пород-коллекторов; оценить
фильтрационноемкостных свойств карбонатных коллекторов.
Лабораторное обеспечение: рабочая и эталонная коллекции образцов породколлекторов, атласы текстур и структур горных пород, оптические бинокулярные микроскопы, наборы химической посуды и химических реактивов,
наборы шкал твердости, молотки.
16.Макроскопическое изучение пород-коллекторов. Нетрадиционные
коллекторы.
Цель работы: изучить вещественные и структурно-текстурные особенности
глинистых, кремнистых, соляных и вулканогенно-осадочных пород–
коллекторов в образцах.
Исходный материал: образцы рабочей коллекции пород–коллекторов.
Решаемые задачи: изучить состав нетрадиционных коллекторов, структуры
и текстуры коллекторов; определить условия образования и характер постседиментационных преобразований пород-коллекторов; оценить фильтрационноемкостных свойств нетрадиционных коллекторов.
Лабораторное обеспечение: рабочая и эталонная коллекции образцов породколлекторов, атласы текстур и структур горных пород, оптические бинокулярные микроскопы, наборы химической посуды и химических реактивов,
наборы шкал твердости, молотки.
17.Микроскопическое изучение пород-коллекторов. Карбонатные
коллекторы.
13
Цель работы: изучить вещественные и структурно-текстурные особенности
карбонатных пород–коллекторов в шлифах.
Исходный материал: шлифы рабочей коллекции пород–коллекторов.
Решаемые задачи: изучить состав коллекторов, структуру и пустое пространство коллекторов; анализ условий образования и характера постседиментационных преобразований карбонатных пород; оценить фильтрационноемкостных свойств карбонатных коллекторов и их зависимость от состава и
постседиментационных преобразований.
Лабораторное обеспечение: рабочая и эталонная коллекции шлифов породколлекторов, атласы текстур и структур горных пород, оптические бинокулярные микроскопы, наборы химической посуды и химических реактивов.
18.Микроскопическое изучение пород-коллекторов. Нетрадиционные
коллекторы.
Цель работы: изучить вещественные и структурно-текстурные особенности
глинистых, кремнистых, соляных и вулканогенно-осадочных пород–
коллекторов в шлифах.
Исходный материал: шлифы рабочей коллекции пород–коллекторов.
Решаемые задачи: изучить состав нетрадиционных коллекторов, структуру
и пустое пространство коллекторов; анализ условий образования и характера
постседиментационных преобразований пород; оценить фильтрационноемкостных свойств нетрадиционных коллекторов и их зависимость от состава и постседиментационных преобразований.
Лабораторное обеспечение: рабочая и эталонная коллекции шлифов породколлекторов, атласы текстур и структур горных пород, оптические бинокулярные микроскопы, наборы химической посуды и химических реактивов.
6. Учебно – методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.
Примерный перечень вопросов к зачету
1. Геохимия – фундаментальная наука о Земле. Методология геохимии. Связь
геохимии с другими науками.
2. Форма, размеры и строение Земли.
3. Строение и вещественный состав земной коры (кларки, минералы, горные
породы).
4. Важнейшие разделы геологии, вклад ученых в развитии геологии, минералогии и кристаллографии.
5. Химический состав литосферы. Неоднородность литосферы.
6. Гидросфера. Химический состав Мирового океана, поверхностных и подземных вод.
7. Геохимическая классификация вод.
8. Состав атмосферы. Природные и антропогенные источники поступления
газов и аэрозолей в атмосферу.
14
9. Живое вещество и его химический состав. Биоконцентрирование и биоаккумуляция.
10. Миграция химических элементов и факторы, влияющие на нее. Механическая миграция.
11. Физико-химическая миграция. Процессы, протекающие при миграции.
Миграционные ряды химических элементов.
12. Биологическая миграция. Роль микроорганизмов в круговороте вещества
в биосфере.
13. Техногенная миграция. Влияние загрязняющих веществ на геохимию
природной среды.
14. Экотоксикология, эндемия. Влияние геохимических аномалий на здоровье человека, животных и растения.
15. Задачи экологического мониторинга, виды мониторинга, фоновый мониторинг.
16. Геохимические исследования, методология исследований, их роль для
здравоохранения и охраны окружающей природной среды.
17. Геохимический ландшафт, геохимическое сопряжение, геохимические
формулы.
18. Миграция тяжелых металлов в окружающей природной среде, их участие
в биогеохимических процессах.
19. Процессы, происходящие с нефтью и нефтепродуктами в окружающей
среде, последствия загрязнения.
20. Детергенты, пестициды, фреоны, радиоактивные вещества и их отравляющее действие на биосферу.
21. Кристаллические и аморфные минералы, особенности их строения и
свойства.
22. Понятие о кристаллической решетке. Типы кристаллических решеток.
Примеры. Изотропность и анизотропность.
23. Элементы симметрии кристаллов (оси, плоскости, центр). Элементы
ограничения кристаллов. Формула Эйлера.
24. Характеристика 32 видов симметрии кристаллов.
25. Понятие о простых формах кристаллов и их комбинациях. Закрытые и открытые простые формы.
26. Определение сингонии минералов. Характеристика 7 сингоний.
27. Понятие о полиморфизме и изоморфизме.
28. Минералогия. Главнейшие методы определения минералов.
29. Понятие о генезисе и парагенезисе минералов. Примеры.
30. Характеристика эндогенного минералообразования.
31. Экзогенное минералообразование и его характеристика.
32. Минералообразование при метаморфизме, контактово-метасоматические
процессы.
33. Характеристика магматического минералообразования. Собственно магматический этап. Ликвация и ассимиляция. Кристаллизационный ряд Боуэна.
Температуры образования некоторых главных минералов во время магматического минералообразования.
15
34. Глинистые минералы. Характеристика и основные представители.
35. Характеристика пегматитового минералообразования. Минералы и полезные ископаемые, возникающие в ходе процесса.
36. Послемагматическое минералообразование. Стадии пневматолитовая и
гидротермальная. Полезные ископаемые этих стадий.
37. Полезные ископаемые магматического, метаморфического и осадочного
процессов.
38. Классификации полезных ископаемых по агрегатному состоянию, генезису, наличию или отсутствию металлов. Понятие о руде, месторождении полезных ископаемых и рудопроявлении. Рудные и нерудные минералы. Арономические руды.
39. Классификации минералов по химическому составу, генезису и структуре.
40. Главнейшие породообразующие и акцессорные минералы.
41. Гипергенез. Седиментогенез. Литогенез. Диагенез. Эпигенез.
42. Кора выветривания и связанные с ней полезные ископаемые.
43. Характеристика главных физико-диагностических свойств минералов
(твердость, спайность, цвет и т.д.).
44. Характеристика основных представителей классов: самородных элементов, сульфидов, оксидов и гидроксидов, галогенидов, карбонатов, сульфатов,
фосфатов и силикатов.
45. Классификация и характеристика главных представителей класса силикатов.
46. Понятие о петрографии и литологии. Структуры и текстуры горных пород.
47. Основные агрономические руды и их месторождения в России.
48. Радиоактивность, теплота и магнитные свойства Земли.
49. Характеристика внешних оболочек Земли: атмосфера, литосфера, гидросфера, биосфера, ноосфера.
50. Характеристика основных представителей магматических, осадочных и
метаморфических горных пород.
Примерный перечень вопросов к коллоквиуму
1.
Геохимия – фундаментальная наука о Земле, ее задачи, проблемы и методы исследования. Распределение химических элементов во всех оболочках
Земли. Классификации химических элементов по В.И. Вернадскому, А.Е.
Ферсману, В.М. Гольдшмидту, А.Н.Заварицкому и А.И. Перельману.
2.
Понятие о миграции элементов. Кларк концентрации. Явления концентрации и рассеяния элементов. Основные законы миграции. Внешние и внутренние факторы миграции (источники энергии за счет которых происходит
миграция; миграция элементов в подземных и поверхностных водах).
3.
Геохимия гидротермального, пегматитового, метасоматического и метаморфического процессов. Химический состав метаморфических пород.
Геохимия процессов выветривания. Процессы выветривания в различных
16
ландшафтно-климатических зонах. Поведение химических элементов при
выветривании горных пород и в зонах окисления.
4.
Что такое "минералогия" и понятие "минерал"? Какое количество минералов известно на Земле? Как подразделяются минералы по агрегатному
составу, химическому составу и структуре? Какая существует классификация
минералов по генезису (происхождению) Каковы специфические особенности и приемы макроскопического метода определения минералов?
5.
Что такое твердость минералов и как она определяется? Какие минералы входят в шкалу Мооса (твердости)? Каковы заменители минералов из
шкалы твердости? Что такое плотность минералов и каковы минимальные
значения плотности и максимальные? Какова роль окраски (цвета) минералов
при их диагностике?
6.
Что такое спайность минерала и ее виды? Что такое излом минерала?
Какие виды излома известны? Какие особые свойства минералов помогают в
их диагностике (магнитность, штриховка на гранях и т.д.)? Охарактеризуйте
процессы эндогенного минералообразования. На какие этапы и стадии подразделяются процессы эндогенного минералообразования? Охарактеризуйте
метаморфическое минералообразование и полезные ископаемые, возникающие в процессе метаморфизма.
7.
Как подразделяются горные породы по происхождению (генезису)?
Каковы характерные формы залегания горных пород различного генезиса?
Какие подгруппы осадочных горных пород выделяются? Каковы их особенности? Каковы характерные признаки метаморфических горных пород (по
структуре, текстуре и минеральному составу)? Назовите главнейших представителей кремнистых, фосфатных и глиноземистых горных пород?
Примерный перечень тем для рефератов
Озонный слой и факторы, влияющие на его устойчивость.
Проблемы охраны окружающей среды при нефтедобыче.
Биогеохимическая миграция химических элементов с участием расте-
1.
2.
3.
ний.
4.
Роль геохимического мониторинга в охране окружающей среды.
5.
Геохимические методы поиска полезных ископаемых.
6.
Анализ атмосферного воздуха. Отбор проб, концентрирование загрязняющего вещества, основные методы анализа, пределы обнаружения.
7.
Анализ природных вод. Отбор проб, концентрирование загрязняющего
вещества, основные методы анализа, пределы обнаружения.
8.
Анализ почв. Отбор проб, извлечение загрязняющего вещества, основные методы анализа, пределы обнаружения.
9.
Источники загрязнения подземных вод.
10. Загрязнение окружающей среды при транспортировке и хранении
нефти и нефтепродуктов.
11. Автомобильный транспорт- источник загрязнения атмосферы.
12. Алмазы, их происхождение и применение.
13. Искусственное получение минералов.
17
14. Самоцветы и драгоценные минералы.
15. Выращивание кристаллов в лабораторных условиях.
16. Минералы и полезные ископаемые Тюменской области.
17. Месторождения-гиганты.
18. Минеральные богатства нашей страны.
19. Радиоактивность в истории Земли.
20. Радиоактивные элементы и особенности их распределения в Земле.
21. Тепловой баланс Земли.
22. Кварц, его разновидности и применение в народном хозяйстве.
23. Современные представления о строении и развитии земной коры.
24. Жидкие кристаллы и их применение.
25. Тектонические движения земной коры, их роль в формировании лика
Земли и образовании полезных ископаемых.
26. Нефть, ее происхождение, особенности нахождения, использование в
народном хозяйстве.
7. Образовательные технологии.
В соответствии с требованиями ФГОС при реализации различных видов учебной работы в процессе изучения дисциплины «Основы геохимии,
минералогии и петрографии» используются следующие активные и интерактивные формы проведения занятий:
 лабораторные занятия;
 дополнительные консультации.
8.
Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
8.1. Основная литература
1.
Дьяченко В. В. Науки о Земле: учеб. пособие для студентов вузов,
обуч. по напр. 280200 и 553550 "Защита окружающей среды"/ В. В. Дьяченко,
Л. Г. Дьяченко, В. А. Девисилов. - Москва: КноРус, 2010. - 304 с.
2.
Боев В. А. Экологическая геохимия: учеб.-метод. комплекс : раб. программа для студентов очной формы обуч. напр. 022000.62 "Экология и природопользование", проф. подгот. "Геоэкология", "Природопользование"/ В.
А. Боев. - Тюмень: Изд-во ТюмГУ, 2011. - 24 с
8.2. Дополнительная литература
1.
Кривовичев В. Г. Минералогический словарь/ В. Г. Кривовичев ; науч.
ред. А. Г. Булах. - Санкт-Петербург: Изд-во СПбГУ, 2009. - 556 с.
2.
Ермаковское флюорит-бериллиевое месторождение: (Зап. Забайкалье,
Россия)/ И. И. Куприянова, Е. П. Шпанов, В. И. Гальченко; Всерос. науч.исслед. ин-т минер. сырья им. Н. М. Федоровского (ФГУП "ВИМС"). Москва: ВИМС, 2009. - 309 с
18
3.
Богатиков О. А. Магматизм, тектоника, геодинамика Земли: связь во
времени и в пространстве/ О. А. Богатиков, В. И. Коваленко, Е. В. Шарков ;
отв. ред. В. В. Ярмолюк. - Москва: Наука, 2010. - 606 с.
4.
Ципенюк Ю. М. Фундаментальные и прикладные исследования на
микротроне/ Ю. М. Ципенюк. - Москва: Физматлит, 2009. - 424 с.
8.3. Программное обеспечение и Интернет – ресурсы:
Электронные библиотеки:
Геовикипедия. Все о Геологии
http://wiki.web.ru
Электронная библиотека Альметьевского государственного нефтяного института
http://elibrary.agni-rt.ru
9.
Технические средства и материально-техническое обеспечение
дисциплины
Аудиторный фонд с мультимедийным оборудованием, и компьютерным обеспечением с соответствующими программными, Информационнобиблиотечный центр ТюмГУ, содержащей издания по дисциплине Основы
геохимии, минералогии и петрографии, электронная почта, групповые и индивидуальные консультации по вопросам выполнения самостоятельной работы в режиме on-line, аудио- и видеоматериалы по изучаемой дисциплине.
19
Приложение 1
КАРТА КОМПЕТЕНЦИЙ ДИСЦИПЛИНЫ
ОСНОВЫ ГЕОХИМИИ, МИНЕРАЛОГИИ И ПЕТРОГРАФИИ
Цель дисциплины

дать студентам основные знания в области геохимии, минералогии и петрографии как комплексе наук
о химическом составе Земли, необходимые сведения о минеральном составе веществ земной коры минеральных видах, минеральных разновидностях;

привить практические навыки, необходимые для диагностики природных объектов, их
происхождению, практическому и породообразующему значению;

сформировать представления о возможностях применения полученных знаний в закономерностях
миграции и накопления химических элементов в различных природных процессах.
Задачи

познакомить студентов с современными данными о распределении, факторах миграции и накопления
химических элементов в литосфере, гидросфере, атмосфере и биосфере;

развить у студентов логику геохимического мышления;

привить основы знаний о поведении отдельных химических элементов и их изотопов в эндогенных и
экзогенных геологических процессах;

дать навыки применения методов системного геохимического анализа природных объектов и процессов
В процессе освоения данной дисциплины студент формирует и демонстрирует следующие
Компетенции
Перечень компонентов
Технолог
Форма
ии
оценочного
и
формулиро
Минимальны
Базовый уровень
Повышенный
формирования
средства
ндекс
вка
й уровень
уровень
Общекультурные компетенции:
пониманием Знать: теоретические Знать: принципы и мето- Знать: принципы
Лабораторные
подготовка и
О
принципов работы основы и принципы
ды калибровки оборудорасчета количествен- работы;
защита отчеК-6
и умением рабо- термических, рентге- вания, выбор оптимального состава из эксиндивидуальные тов по лаботать на современ- нофазовых методов
ных условий для решения периментальных дан- консультации и
раторным раном научном обо- анализа.
конкретных задач.
ных.
консультации по ботам;
рудовании
при
Уметь: готовить образцы Уметь: определить
дисциплине;
коллоквиум
проведении науч- Уметь: готовить
к съемке.
фазовый и количесамостоятельная
ных исследований оборудование к рабоственный состав исработа студента
те и осуществлять его
следуемого образца
(выполнение
техническое обслудомашних и
живание.
Владеть: навыками,
контрольных заВладеть: навыками
Владеть: навыками подпозволяющие оцеданий)
20
практической работы
на установках ДТА и
РФА.
П
К-1
наличием
Знать: основпредставления
о ные положения и
наиболее актуаль- концепции в области
ных направлениях геохимии
исследований в современной теоретической и экспериментальной химии
Уметь: планировать
эксперимент
Владеть: методиками построения
обобщенных откликов.
владением
Знать: сведения о
П
теорией и навыка- минеральном составе
К-3
ми практической веществ земной коры
работы в избран- - минеральных видах
ной области химии и разновидностях;
принципы МСА.
Уметь: определять
минеральный состав
образцов в породе
методом МСА.
бора оптимальных услонить по количественвий съемки, создание и
ному составу породы
выбор подходящего кана- условия формировала на рентгенофлуоресния пласта.
центном анализаторе.
Профессиональные компетенции
Знать: минеральЗнать: сведеный состав веществ зем- ния о закономерноной коры, характерный стях
миграции
и
для Тюменской области и накопления химичеЗападной Сибири.
ских элементов в различных природных
процессах
Уметь: применять
Уметь:
строить метод наименьших
матрицы планирования.
квадратов для множественной линейной
регрессии.
Владеть: методом
Владеть: методом
крутого восхождения
наименьших квадратов.
по поверхности отклика (метод Бокса –
Уилсона).
Знать: принципы физико-химического анализа
применимые к природным объектам (ДТА и
РФА)
Знать: принципы физико-химического
анализа применимые
к природным объектам (РСА)
Уметь: определять фазовый состав образцов пород по результатам исследования.
Уметь: определять
количественный состав образцов пород.
Владеть: навыками
21
Лабораторные
работы;
индивидуальные
консультации и
консультации по
дисциплине;
самостоятельная
работа студента
(выполнение
домашних и
контрольных заданий)
Подготовка и
защита отчетов по лабораторным работам;
коллоквиум
Лабораторные
работы;
индивидуальные
консультации и
консультации по
дисциплине
подготовка и
защита отчетов по лабораторным работам;
коллоквиум
Владеть: навыками
работы на оптических микроскопах
П
К-4
умением
анализировать
научную литературу с целью выбора
направления
исследования
по
предлагаемой
научным руководителем теме и самостоятельно составлять план исследования
Знать: основные методы сбора и
анализа научной литературы в сфере геохимии.
Владеть: навыками термического и рентгенофлуоресцентного анализов
Знать:
основы
анализа научной литературы и источников по
конкретной тематике.
Уметь: польУметь: применять
зоваться
электрон- основные традиционные
ным фондом web of методы
исследования
saints,
(анализ, синтез, индукция, дедукция, описание,
интерпретация).
Владеть: основами анализа научной литеВладеть: ме- ратуры по конкретной
тодикой сбора и ана- тематике.
лиза с использованием
традиционных методов и современных
информационных
технологий.
способноЗнать: этапы напиЗнать: правила оформлеП
стью
анализиро- сания и защиты отче- ния отчетов по практичеК-5
вать полученные тов по лабораторным ским работам.
результаты, делать работам.
необходимые выводы и формули- Уметь: составлять
ровать предложе- план отчета по прак- Уметь: грамотно и комния
тической работе.
пактно представлять информацию в текстовой,
22
работы на дифрактометрах
Знать: общие
критерии оценки существующих исследовательских работ
по проблематике дисциплины.
Уметь: применять современные
информационные
технологии и источники информации
Лабораторные
работы;
индивидуальные
консультации и
консультации по
дисциплине;
самостоятельная
работа студента
(выполнение
домашних и
контрольных заданий)
подготовка и
защита отчетов по лабораторным работам;
коллоквиум
Лабораторные
работы;
индивидуальные
консультации и
консультации по
дисциплине;
самостоятельная
работа студента
(выполнение
подготовка и
защита отчетов по лабораторным работам;
коллоквиум
Владеть:
навыками грамотного
научного
описания
полученных результатов.
Знать: принципы обработки различных
функциональных зависимостей в табличных редакторах.
Уметь: оптимально
оформлять массивы
экспериментальных
результатов.
Владеть: навыками
описания практической реализации плана эксперимента и
обработки количественных экспериментальных результатов.
наличием
Знать: речеП
опыта профессио- вые нормы научной и
К-6
нального участия в учебной деятельнонаучных дискусси- сти, концептуальный
ях
и терминологический
химический аппарат
табличной и графической
форме.
Владеть: навыками работы с таблицами в Word и
Excel.
Знать: языковые
средства
выражения
научного стиля, концептуальный и терминологический аппарат дисциплины жанры научного
стиля
Уметь: логично и последовательно
Уметь: формулиизлагать мысли
ровать основные положения
исследовательской
части работы
Владеть:
навыком выбора теВладеть:
мы, определения целогической оргалей и задач, подбора низации представления
материалов
письменного и устного
материала
23
Владеть: навыками
публичного выступления, научной дискуссии и обсуждения
результатов.
Знать: функциональные особенности научного стиля,
речевые нормы научной и учебной, методологию исследования
Уметь: выделять главное от несущественного, аннотировать и реферировать собственное исследование
Владеть: подбором
экспериментальных и теоретических фактов и аргументов
домашних и
контрольных заданий)
Индивидуальные
консультации и
консультации по
дисциплине;
самостоятельная работа
студента
(выполнение
домашних и контрольных заданий)
Подготовка и
защита отчетов по лабораторным работам;
Коллоквиум;
Защита рефератов
Знать: правила и способы подготовки научных обзоров; основные библиографические источники и поисковые
системы.
Уметь: подготовить
отчеты
и
научные публикаций,
представить библиографическое описание.
Владеть: основами поиска необходимой литературы
в традиционных и
электронных источниках; навыками составления рефератов
и библиографий по
тематике дисциплины,
способноЗнать: принципы маП
К-10 стью определять и тематического плаанализировать
нирования эксперипроблемы, плани- мента, методы статировать стратегию стической обработки
их решения
экспериментальных
результатов и математического моделирования.
Уметь: работать со
справочной литературой.
П
К-7
умением
представлять полученные в исследованиях результаты
в виде отчетов и
научных публикаций (стендовые доклады, рефераты и
статьи в периодической
научной
печати)
Знать:
основы
Знать: общие
анализа научной литера- критерии оценки сутуры и источников по ществующих исслеконкретной тематике.
довательских работ
по проблематике дисциплины.
Уметь: аналиУметь:
пользо- зировать научную ливаться основными биб- тературу и источники
лиографическими источ- по конкретной теманиками и поисковыми тике.
системами.
Владеть: основами анализа научВладеть:
приемами
ной литературы и исбиблиографического
точников по конкретописания.
ной тематике.
Индивидуальные
консультации и
консультации по
дисциплине;
самостоятельная работа
студента
(выполнение
домашних и контрольных заданий)
Подготовка и
защита отчетов по лабораторным работам;
Коллоквиум;
Оформление
рефератов
Знать: различные системы единиц измерения и
соотношения между ними.
Уметь: работать с базами
данных и поисковыми
системами в глобальной
компьютерной сети.
Владеть: методиками аппроксимации различными
функциональными зависимостями.
Лабораторные
работы;
индивидуальные
консультации и
консультации по
дисциплине;
самостоятельная
работа студента
(выполнение
домашних и
контрольных заданий)
подготовка и
защита отчетов по лабораторным работам;
коллоквиум
24
Знать: теоретические
основы и принципы
описания функции
отклика в почти стационарной области.
Уметь: работать с
текстовыми и табличными редакторами.
Владеть: методами
сортировки информации в компьютерной
Владеть: навыками
работы на персональных компьютерах.
сети.
25
Дополнения и изменения к рабочей программе на 2014/ 2015 учебный год
В рабочую программу вносятся следующие изменения:
пересмотрена рекомендуемая литература
Основная:
1.Дьяченко, В. В.. Науки о Земле: учеб. пособие для студентов вузов, обуч. по напр. 280200 и 553550 "Защита окружающей среды"/ В. В.
Дьяченко,
Л.
Г.
Дьяченко,
В.
А.
Девисилов.
-
Москва:
КноРус,
2010.
-
304
с.
2.Боев, В. А.. Экологическая геохимия: учеб.-метод. комплекс : раб. программа для студентов очной формы обуч. напр. 022000.62 "Экология и природопользование", проф. подгот. "Геоэкология", "Природопользование"/ В. А. Боев. - Тюмень: Изд-во ТюмГУ, 2011. - 24 с
3. Граменицкий, Е.Н. Петрология метасоматических пород. Учебник / Е.Н. Граменицкий. М.: НИЦ Инфра-М, 2012. - 221 с
http://znanium.com/bookread.php?book=262148
4. Брагина, В. И. Кристаллография, минералогия и обогащение полезных ископаемых [Электронный ресурс] : учеб. пособие / В. И. Брагина.
-
Красноярск:
Сиб.
федер.
ун-т,
2012.
-
152
с.
-
ISBN
978-5-7638-2647-0.
http://znanium.com/catalog.php?bookinfo=492236
Дополнительная:
1.Кривовичев, В. Г.. Минералогический словарь/ В. Г. Кривовичев ; науч. ред. А. Г. Булах. - Санкт-Петербург: Изд-во СПбГУ, 2009. - 556
с.
2.Ермаковское флюорит-бериллиевое месторождение: (Зап. Забайкалье, Россия)/ И. И. Куприянова, Е. П. Шпанов, В. И. Гальченко; Всерос. науч.-исслед. ин-т минер. сырья им. Н. М. Федоровского (ФГУП "ВИМС").
- Москва: ВИМС, 2009.
- 309 с
3.Богатиков, О. А.. Магматизм, тектоника, геодинамика Земли: связь во времени и в пространстве/ О. А. Богатиков, В. И. Коваленко, Е. В.
26
Шарков
;
отв.
ред.
В.
В.
Ярмолюк.
-
Москва:
Наука,
2010.
-
606
с.
4.Ципенюк, Ю. М.. Фундаментальные и прикладные исследования на микротроне/ Ю. М. Ципенюк. - Москва: Физматлит, 2009. - 424 с.
Рабочая программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры неорганической и физической химии протокол № 1 от «26» августа 2014 г.
Заведующий кафедрой ___________________/Андреев О.В./
27